Цифровые поля ЦСК

1. Цифровые коммутационные поля

1

2. Организация ЦКП

ЦКП формируются на основе коммутаторов:
- Пространственных коммутаторов
- Временных коммутаторов
- Комбинированных коммутаторов
2

3. Пространственные коммутаторы

Прост ранст венные коммут ат оры
Пространственные коммутаторы (ПК) предназначены для
переноса информации временного канала из одной
входящей цифровой линии в любую исходящую
цифровую линию.
0
4
3
2
1
4
3
2
1
0
1
4
3
2
1
4
3
2
1
1
вцл
ицл
ЦКП
n
4
3
2
1
4
3
2
1
n
В ПК меняются линии, а номер коммутируемого канала
остается одинаковым во входящей цифровой линии и
исходящей цифровой линии.
3

4. Пространственные коммутаторы

Прост ранст венные коммут ат оры
Пространственные коммутаторы (ПК) могут реализовываться с
использованием различной элементной базы, рассмотрим реализацию
ПК на базе мультиплексоров и демультиплексоров.
Вх
цл
4

5. ПК на базе мультиплексоров (МХ)

ПК на базе мульт иплексоров (МХ)
Рассмотрим ПК с параметрами 8х8 т.е. 8 входящих цифровых линий и
8 исходящих цифровых линий.
Количество МХ в ПК определяется количеством исходящих цифровых
линий т.к. выход каждого МХ закрепляется за конкретной ицл. (выход
первого МХ – за первой линией, второго МХ – за второй линией и т.д.). В
нашем примере 8 ицл, поэтому в ПК 8 МХ.
Каждый МХ имеет свое запоминающее управляющее устройство (ЗУУ).
Количество
ячеек
памяти
в
ЗУУ
определяется
количеством
коммутируемых каналов цифровой линии. Если вцл и ицл имеют 32
временных канала (т.е. используется стандартный поток Е1), то в ЗУУ
будет сформировано 32 ячейки памяти.
Разрядность ячейки памяти ЗУУ определяется количеством входящих
цифровых линий. Если в ПК 8 вцл, то разрядность равна 3, почему:
Потому что, для того, чтобы проадресовать 8 линий: 2 ³= 8, разрядность
равна 3 (двоичная система счисления).
0 линия имеет адрес - 000, 1 линия – 001, 2 линия 010, 7 линия – 111.
Также добавляется первый дополнительный разряд, позволяющий
определить наличие информации в ячейке памяти.
5

6. ПК на базе мультиплексоров (МХ)

ПК на базе мульт иплексоров (МХ)
Рассмотрим процесс переноса информации в ПК.
Допустим необходимо осуществить перенос информации
7 ВК из 2-ой вцл в 0-ю ицл.
В данном случае в процессе коммутации будут
задействованы:
№ МХ и №ЗУУ – 0 ( по номеру исходящей цифровой линии);
№ ячейки памяти ЗУУ – 7 (по номеру коммутируемого
временного канала)
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.010 (адрес входящей
цифровой линии, которую необходимо открыть)
(см. рисунок)
В результате этого в момент 7 ВК осуществится чтение
информации 7-ой ячейки памяти 0-го ЗУУ. В нашем
примере в ней записано 2, адрес по адресной шине
поступит в 0-ой МХ и в соответствии с данным адресом в
нулевом МХ откроется 2-ой вход и информация 7 ВК
перейдет из 2 вцл в 0 ицл.
6

7. ПК на базе мультиплексоров (МХ)

ПК на базе мульт иплексоров (МХ)
Решите примеры:
1. № вцл -3, № ицл -5, № ВК -26
2. № вцл -1, № ицл -4, № ВК -2
3. № вцл -5, № ицл -7, № ВК -15
Определить для каждого примера:
№ МХ и №ЗУУ ;
№ ячейки памяти ЗУУ;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ.
7

8. ПК на базе мультиплексоров (МХ)

ПК на базе мульт иплексоров (МХ)
Проверьте себя!
Решение примеров:
1. № МХ и №ЗУУ - 5 ; ( по номеру исходящей цифровой линии);
№ ячейки памяти ЗУУ - 26; (по номеру коммутируемого
временного канала)
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.011 (адрес входящей цифровой
линии, которую необходимо открыть)
2. № МХ и №ЗУУ - 4 ;
№ ячейки памяти ЗУУ - 2;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.001
3. № МХ и №ЗУУ - 7 ;
№ ячейки памяти ЗУУ - 15;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.101
Дополнительны
й разряд
Адрес вцл
8

9. ПК на базе демультиплексоров (DХ)

ПК на базе демульт иплексоров (DХ)
9

10. ПК на базе демультиплексоров (DХ)

ПК на базе демульт иплексоров (DХ)
Рассмотрим ПК с параметрами 8х8 т.е. 8 входящих цифровых линий и
8 исходящих цифровых линий.
Количество DХ в ПК определяется количеством входящих цифровых
линий т.к. вход каждого DХ закрепляется за конкретной вцл. (вход
первого DХ – за первой линией, второго DХ – за второй линией и т.д.). В
нашем примере 8 вцл, поэтому в ПК 8 DХ.
Каждый DХ имеет свое запоминающее управляющее устройство (ЗУУ).
Количество
ячеек
памяти
в
ЗУУ
определяется
количеством
коммутируемых каналов цифровой линии. Если вцл и ицл имеют 32
временных канала (т.е. используется стандартный поток Е1), то в ЗУУ
будет сформировано 32 ячейки памяти.
Разрядность ячейки памяти ЗУУ определяется количеством исходящих
цифровых линий. Если в ПК 8 ицл, то разрядность равна 3, почему:
Потому что, для того, чтобы проадресовать 8 линий: 2 ³= 8, разрядность
равна 3 (двоичная система счисления).
0 линия имеет адрес 000, 1 линия – 001, 2 линия - 010, 7 линия – 111.
Также добавляется первый дополнительный разряд, позволяющий
определить наличие информации в ячейке памяти.
10

11. ПК на базе демультиплексоров (DХ)

ПК на базе демульт иплексоров (DХ)
Рассмотрим процесс переноса информации в ПК.
Допустим необходимо осуществить перенос информации
7 ВК из 2-ой вцл в 0-ю ицл.
В данном случае в процессе коммутации будут
задействованы:
№ DХ и №ЗУУ – 2 ( по номеру входящей цифровой линии);
№ ячейки памяти ЗУУ – 7 (по номеру коммутируемого
временного канала)
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.000 (адрес исходящей
цифровой линии, которую необходимо открыть)
(см. рисунок)
В результате этого в момент 7 ВК осуществится чтение
информации 7-ой ячейки памяти 2-го ЗУУ. В нашем
примере в ней записано 0, адрес по адресной шине
поступит во 2-ой DХ и в соответствии с данным адресом
во втором DХ откроется 0-ой выход и информация 7 ВК
перейдет из 2 вцл в 0 ицл.
11

12. ПК на базе демультиплексоров (DХ)

ПК на базе демульт иплексоров (DХ)
Решите примеры:
1. № вцл -4, № ицл -6, № ВК -28
2. № вцл -1, № ицл -3, № ВК -4
3. № вцл -5, № ицл -7, № ВК -15
Определить для каждого примера:
№ DХ и №ЗУУ ;
№ ячейки памяти ЗУУ;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ.
12

13. ПК на базе демультиплексоров (DХ)

ПК на базе демульт иплексоров (DХ)
Проверьте себя!
Решение примеров:
1. № DХ и №ЗУУ - 4 ; ( по номеру входящей цифровой линии);
№ ячейки памяти ЗУУ - 28; (по номеру коммутируемого
временного канала)
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.110 (адрес исходящей
цифровой линии, которую необходимо открыть)
2. № DХ и №ЗУУ - 1 ;
№ ячейки памяти ЗУУ - 4;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.011
3. № DХ и №ЗУУ - 5;
№ ячейки памяти ЗУУ - 15;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.111
13

14. Вспоминаем двоичную систему

Вспоминаем двоичную сист ему
Так как в Цифровых Системах Коммутации (ЦСК) информация
обрабатывается только в двоичной системе в виде нулей и единиц,
то для решения примеров используется единственная формула:
х
2 =N
Как использовать формулу?
Например, какова будет разрядность ячейки памяти, если
необходимо проадресовать 16 линий?
х
2 = 16 ; х=4, где х-разрядность ячейки памяти.
Какова будет разрядность ячейки памяти, если необходимо
проадресовать 32 ячейки памяти ЗУ?
х
2 = 32 ; х=5, где х-разрядность ячейки памяти.
14

15. Вспоминаем двоичную систему

Вспоминаем двоичную сист ему
Как пишется информация в двоичной системе?
Для этого раскладываем двоичную систему
7
6
5
4
3
2
1
0
2
2
2
2
2
2
2
2
128
64
32
16
8
4
2
1
Как написать в двоичной форме значение 214 8 разрядов?
Для этого необходимо сложить представленные десятичные
значения таким образом, чтобы получилось значение 214:
128
64
32
16
8
4
2
1
Те значения, которые сложили будут иметь единичные
значения, а которые не задействовали нулевые. Таким
образом 214 в двоичной системе 11010110.
15

16. Обратная задача. Там где единичные значения, осуществляем сложение верхних цифр, и получаем информацию в десятичной системе.

Обратная
задача.
Там
где
единичные
осуществляем сложение верхних цифр, и
информацию в десятичной системе.
значения,
получаем
128 64
32
16
8
4
2
1
0
0
0
0
0
0
0
0
=
0
1
0
0
0
0
0
0
0
=
128
1
1
0
0
0
0
0
0
=
192
1
1
1
0
0
0
0
0
=
224
1
1
1
1
0
0
0
0
=
240
1
1
1
1
1
0
0
0
=
248
1
1
1
1
1
1
0
0
=
252
1
1
1
1
1
1
1
0
=
254
1
1
1
1
1
1
1
1
=
255
16

17. Временные коммутаторы

Временные коммут ат оры
Временные коммутаторы (ВК) предназначены для
переноса информации из одного временного канала в
любой другой временной канал в пределах одной
цифровой линии.
0
4
3
2
1
4
3
2
1
0
1
4
3
2
1
4
3
2
1
1
вцл
ицл
ЦКП
n
4
3
2
1
4
3
2
1
n
В ВК меняются временные каналы, а номер вцл и ицл
остаются на входе и выходе одинаковыми.
17

18. Структура временного коммутатора

Ст рукт ура временного коммут ат ора
ВР
2
1
ИР
ПР/ПС
3
ПС/ПР
4
ИЗУ
4
3
2
1
ЗУУ
18

19. Структура временного коммутатора

Ст рукт ура временного коммут ат ора
В состав временного коммутатора входят следующие основные блоки:
ВР, ИР
- входящий и исходящий регистры, выполняют функции
последовательно-параллельного
преобразования
и
параллельнопоследовательного преобразования.
ИЗУ – информационное запоминающее устройство. Предназначено для
записи информации временного канала и его хранения.
Количество ячеек памяти в ИЗУ определяется количеством временных
каналов цифровой линии. Если используется цсл на 32 временных
канала, то в ИЗУ организуется 32 ячейки памяти.
Разрядность ячейки памяти ИЗУ зависит от разрядности временного
канала цифровой линии. Если временной канал цифровой линии 8-и
разрядный, то и ячейка памяти ИЗУ является 8 разрядной.
ЗУУ – запоминающее управляющее устройство. Предназначено для
адресации ячеек памяти ИЗУ, т.к. в ячейку памяти записывается адрес
ячейки памяти ИЗУ, которую необходимо открыть.
Количество ячеек памяти в ЗУУ определяется количеством временных
каналов цифровой линии. Если используется цсл на 32 временных
канала, то в ЗУУ организуется 32 ячейки памяти.
Разрядность ячейки памяти в ЗУУ определяется количеством ячеек
памяти ИЗУ. Если в ИЗУ 32 ячейки памяти, то разрядность равна 5.
х
2 = 32 ; х=5
19

20. Режимы работы временного коммутатора

Режимы работ ы временного коммут ат ора
-
Временной коммутатор может работать в двух режимах:
Режим синхронной записи ( управление по выходу) (СЗ)
В данном режиме информация синхронно записывается в ячейки памяти
ИЗУ. Информация 1 временного канала в 1 ячейку памяти, второго канала –
во 2 ячейку памяти и т.д.
А считывание информации из ячеек памяти ИЗУ осуществляется в
соответствии с информацией, записанной в ячейке памяти ЗУУ.
20

21. Режимы работы временного коммутатора

Режимы работ ы временного коммут ат ора
-
Режим синхронного чтения (управление по входу) (СЧ)
Запись информации в ячейки памяти ИЗУ осуществляется в
соответствии с информацией, записанной в ячейке памяти ЗУУ.
А считывание информации из ячеек памяти ИЗУ осуществляется
синхронно, т.е. по порядку: вначале информация 0 ячейки памяти, далее 1
ячейки, далее 2 и.т.д.
21

22. Примеры коммутации в режиме СЗ

ИЗУ
4
3
2
4
1
Например,
необходимо
осуществить перенос информации
из 1 временного канала в 3
временной
канал
в
режиме
синхронной записи:
№ ячейки памяти ИЗУ, куда
запишется
информация
1
временного канала – 1 (по номеру
временного канала вцл);
№ ячейки памяти ЗУУ, которая
будет участвовать в процессе
коммутации – 3 ( по номеру
временного канала ицл);
содержимое ячейки памяти ЗУУ
1.00001 ( адрес ячейки памяти
ИЗУ)
3
2
1
ЗУУ
Тогда, в момент 3 временного
канала
ицл,
осуществиться
чтение информации 3 ячейки
памяти ЗУУ, там будет записано
1.00001
(1),
данный
адрес
поступит в ИЗУ , в результате чего
откроется первая ячейка памяти и
информация с первой ячейки
считается в 3 временной канал.
22

23. Примеры коммутации в режиме СЗ

Решите примеры:
1. № ВК вцл -4, № ВК ицл -6;
2. № ВК вцл -2, № ВК ицл -3;
3. № ВК вцл -5, № ВК ицл -7.
Определить для каждого примера:
№ ячейки памяти ИЗУ ;
№ ячейки памяти ЗУУ;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ.
23

24. Примеры коммутации в режиме СЗ

Проверьте себя!
Решение примеров:
1. № ячейки памяти ИЗУ - 4;
№ ячейки памяти ЗУУ - 6;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.00100
2. № ячейки памяти ИЗУ -2 ;
№ ячейки памяти ЗУУ - 3;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.00010
3. № ячейки памяти ИЗУ - 5;
№ ячейки памяти ЗУУ - 7;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.00101
4
3
2
1
0
2
2
2
2
2
16
8
4
2
1
Значение 5 в двоичной системе: 0
0
1
0
1
24

25. Примеры коммутации в режиме СЧ

ИЗУ
4
3
2
4
1
Например,
необходимо
осуществить перенос информации
из 1 временного канала в 3
временной
канал
в
режиме
синхронного чтения:
№ ячейки памяти ИЗУ, куда
запишется
информация
1
временного канала – 3 (по номеру
временного канала ицл);
№ ячейки памяти ЗУУ, которая будет
участвовать в процессе коммутации
– 1 ( по номеру временного канала
вцл);
содержимое ячейки памяти ЗУУ
1.00011 ( адрес ячейки памяти ИЗУ,
куда
необходимо
записать
информацию 1 временного канала)
3
2
1
ЗУУ
Тогда, в момент 1 временного
канала
вцл,
осуществиться
чтение информации 1 ячейки
памяти ЗУУ, там будет записано
1.00011
(3),
данный
адрес
поступит в ИЗУ , в результате чего
откроется третья ячейка памяти и
информация первого временного
канала запишется в 3 ячейку
памяти
ИЗУ,
а
считывание
информации из ячеек памяти ИЗУ
осуществится синхронно.
25

26. Примеры коммутации в режиме СЧ

Решите примеры:
1. № ВК вцл -4, № ВК ицл -6;
2. № ВК вцл -2, № ВК ицл -3;
3. № ВК вцл -5, № ВК ицл -7.
Определить для каждого примера:
№ ячейки памяти ИЗУ ;
№ ячейки памяти ЗУУ;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ.
26

27. Примеры коммутации в режиме СЗ

Проверьте себя!
Решение примеров:
1. № ячейки памяти ИЗУ - 6;
№ ячейки памяти ЗУУ - 4;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.00110
2. № ячейки памяти ИЗУ -3 ;
№ ячейки памяти ЗУУ - 2;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.00011
3. № ячейки памяти ИЗУ - 7;
№ ячейки памяти ЗУУ - 5;
Содержимое ячейки памяти ЗУУ – 1.00111
4
3
2
1
0
2
2
2
2
2
16
8
4
2
1
Значение 7 в двоичной системе: 0
0
1
1
1
27

28. Недостатки временных коммутаторов

Во временных коммутаторах возможна задержка
информации.
При этом различают внутреннюю задержку и внешнюю задержку.
При внутренней задержке
№ временного канала вцл = № временного канала ицл.
При этом отставание временных каналов на выходе от входа
осуществляется на 2 временных канала.
2 цикл передачи
3
2 цикл передачи
3
2
1
2
1
1 цикл передачи
0 31 30 29 28
3
2
1
0
ВЦЛ
1 цикл передачи
0 31 30 29 28
3
2
1
0
ИЦЛ
28

29. Недостатки временных коммутаторов

При внешних задержках возможны 2 ситуации:
1. Когда № временного канала вцл < № временного канала ицл
2 цикл передачи
3
2 цикл передачи
3
2
1
2
1
1 цикл передачи
0 31 30 29 28
3
2
1
0
ВЦЛ
1 цикл передачи
0 31 30 29 28
3
2
1
0
ИЦЛ
В данном случае задержка информации происходит в
пределах одного цикла.
29

30. Недостатки временных коммутаторов

При внешних задержках возможны 2 ситуации:
2. Когда № временного канала вцл > № временного канала ицл
2 цикл передачи
3
2 цикл передачи
3
2
1
2
1
1 цикл передачи
0 31 30 29 28
3
2
1
0
ВЦЛ
1 цикл передачи
0 31 30 29 28
3
2
1
0
ИЦЛ
В данном случае задержка информации происходит в
пределах двух циклов передачи.
30

31. Организация цкп

ЦКП обычно строятся по звеньевому принципу.
Звеном ЦКП называют группу ступеней (время, пространство),
реализующих одну и ту же функцию преобразования координат
цифрового сигнала. В зависимости от числа звеньев реализуют двух-,
трех- и многозвенные КП.
ЦКП называется однородным, если любое соединение в нем
устанавливается через одинаковое количество звеньев. Большинство
ЦКП являются однородными.
31

32. Основные особенности цкп

1.
2.
3.
4.
ЦКП строятся с использованием определенного числа модулей.
Модульность позволяет обеспечить легкую приспосабливаемость
системы к изменению емкости, удобство и простоту эксплуатации,
технологичность производства за счет сокращения разнотипных
блоков. Модульное построение ЦКП упрощает управление системой
и ее программное обеспечение.
ЦКП обладают симметричной структурой. Под симметричной
понимают структуру, в которой звенья являются идентичными по
типу и числу блоков коммутации. Такое КП оказывается
симметричным относительно средней линии, разделяющей его на
две части.
ЦКП почти всегда являются дублированными. При этом обе части
КП работают синхронно и выполняют одни и те же функции. Но для
реальной передачи информации используется только одна из них,
которая является активной. Вторая часть находится в «горячем
резерве», и в случае неполадок или сбоев в активной части
происходит активное переключение.
ЦКП являются четырехпроводными, поскольку цифровые линии, по
которым передаются времяуплотненные ИКМ сигналы, также 4-х
проводные.
32

33. Классификация цкп

ЦКП разделяются на 5 классов:
1 класса – структура ЦКП: П (пространство) – В (время) - П (пространство) ;
(S-T-S) Space-Time-Space
2 класса – структура ЦКП: В – П – В ; (T-S-T)
3 класса – структура ЦКП: П/В (пространство/время) – П – П/В; (S/T-SS/T)
4 класса – структура ЦКП: П/В (пространство/время); (S/T)
5 класса – структура ЦКП: кольцевые;
33

34. Структура ЦКП 1 класса

1 класса – структура ЦКП: П – В – П ; (S-T-S)
0
0
В
1
2
1
2
В
3
4
3
П
В
П
4
В
n
В
n
34

35. Структура ЦКП 2 класса

2 класса – структура ЦКП: В – П - В ; (T-S-T)
0
В
В
0
1
В
В
1
2
В
В
2
П
3
В
В
3
n
В
В
n
35

36. Структура ЦКП 3 класса

3 класса – структура ЦКП: П/В – П – П/В; (S/T-S-S/T)
0
П/В
П/В
0
1
П/В
П/В
1
2
П/В
П/В
2
П
3
П/В
П/В
3
n
П/В
П/В
n
36

37. Структура ЦКП 4 класса

4 класса – структура ЦКП: П/В ; (S/T)
0
В
0
1
В
1
2
В
2
В
3
В
n
3
n
П
37

38. Структура ЦКП 5 класса

5 класса – структура ЦКП: кольцевая;
КК – комбинированные коммутаторы
0
n
КК
КК
КК
КК
КК
КК
КК
КК
КК
КК
КК
КК
38

39. Пример коммутации

Осуществим перенос информации 2 временного канала 3
вцл в 13 временной канал 4 ицл, через 1 промежуточную
линию.
0
2
3
4
В
МХ
1
2
2
8х8
П
0
1
В
В
МХ
13
1
1
2
8х8
13
П
3
4
В
7
В
7
Пусть к ЦКП подключаются потоки Е1 на 32 временных
канала, пространственные коммутаторы выполнены на базе
мультиплексоров
с
параметрами
8х8,
временные
коммутаторы работают в режиме СЗ
39

40. Решение

1 звено
2 звено
№ МХ и №ЗУУ- 1
№ ячейки памяти ЗУУ-2;
Содержимое ячейки
памяти ЗУУ – 1.011
№ ячейки памяти ИЗУ-2
№ ячейки памяти ЗУУ-13;
Содержимое ячейки памяти
ЗУУ – 1.00010
3 звено
№ МХ и №ЗУУ -4
№ ячейки памяти ЗУУ-13;
Содержимое ячейки памяти
ЗУУ – 1.001
40

41. Пример коммутации

Осуществим перенос информации 5 временного канала 2
вцл в 20 временной канал 7 ицл.
0
В
1
В
2
5
В
3
В
7
В
DХ
10
8х8
2
7
П
10
7
В
0
В
1
В
2
В
3
В
20
7
Пусть к ЦКП подключаются потоки Е1 на 32 временных
канала, пространственный коммутатор выполнен на базе
демультиплексоров
с
параметрами
8х8,
временные
коммутаторы
работают
в
режиме
СЗ,
выберем
промежуточный канал 10
41

42. Решение

3 звено
1 звено
2 звено
№ ячейки памяти ИЗУ-5
№ ячейки памяти ЗУУ-10;
Содержимое ячейки памяти
ЗУУ – 1.00101
№ DХ и №ЗУУ -2
№ ячейки памяти ЗУУ-10;
Содержимое ячейки памяти
ЗУУ – 1.111
4
№ ячейки памяти ИЗУ-10
№ ячейки памяти ЗУУ-20;
Содержимое ячейки памяти
ЗУУ – 1.01010
3
2
1
0
2
2
2
2
2
16
8
4
2
1
Значение 10 в двоичной системе: 0
1
0
1
0
42